SFINGOLIPIDI BIOLOŠKE ULOGE I TERAPIJSKI ZNAČAJ

Transcript

1 1 Kod kolegija Naziv kolegija EBIL122 SFINGOLIPIDI BIOLOŠKE ULOGE I TERAPIJSKI ZNAČAJ Opći podaci Studijski program Prediplomski sveučilišni studij "Biotehnologija i istraživanje lijekova" Godina Treća Nositelj kolegija Izv. prof. dr. sc. Mirela Sedić Bodovna vrijednost i način izvođenja nastave Broj sati Predavanja Seminari Vježbe Ukupno Status kolegija Obvezatan IZBORNI ECTS koeficijent opterećenja studenta 3 Period održavanja kolegija Obrazloženje Predloženi kolegij obuhvaća deset tematskih cjelina koje će biti obrađene tijekom uvodnih predavanja. Detaljna razrada tema predavanja biti će provedena kroz seminare u kojima će studenti pripremiti određenu, unaprijed zadanu tematsku cjelinu i usmeno ju prezentirati uz pomoć programa Power Point u trajanju od 15 minuta. Seminari su interaktivni i studenti će sa nastavnikom i kolegama diskutirati o prezentiranoj problematici. Za pripremu seminarskih prezentacija, studenti će koristiti znanstvenu literaturu koju će unaprijed dobiti od nastavnika na jednu od tema gradiva obuhvaćenog Ciljevi kolegija 1.) Upoznati studente s građom i biološkim funkcijama sfingolipida u stanicama sisavaca, razjasniti njihove uloge u patogenezi različitih bolesti, te dati prikaz terapijskih mogućnosti liječenja ciljanjem na metabolizam sfingolipida i signalne putove u stanici koje sfingolipidi reguliraju. 2.) Naučiti studente kritičkom raspravljanju i zaključivanju na temelju rezultata znanstvenih istraživanja, te usmenoj prezentaciji i diskusiji određene znanstvene problematike, što svakako uključuje i razvijanje govornih i prezentacijskih vještina. Razvijanje općih i specifičnih kompetencija (znanja i vještina) Kroz predloženi kolegij, studenti će dobiti uvid u strukturu i biološku složenost sfingolipida sisavaca, te spoznati ključne korake u regulaciji njihove biosinteze i razgradnje. Nadalje, studentima će biti detaljno prikazani signalni putovi i molekularni procesi koje reguliraju sfingolipidi, te njihov doprinos

2 2 nastanku i progresiji različitih bolesti kod ljudi, počevši od kroničnih bolesti poput primjerice raka i neurodegenerativnih bolesti, pa sve do urođenih pogrešaka u metabolizmu sfingolipida. Također, studenti će biti upoznati i sa terapijskim mogućnostima u liječenju bolesti ciljanim djelovanjem na signalne i metaboličke puteve sfingolipida, pri čemu će biti razmotreni i sintetski te prirodni analozi sfingolipida koji se trenutno klinički ispituju ili su već odobreni u kliničkoj uporabi. Nadalje, studenti će naučiti kako sfingolipidi koje unosimo hranom mogu imati dvojaki učinak na zdravlje, pri čemu mogu djelovati preventivno na razvoj bolesti poput primjerice raka debelog crijeva, ali isto tako mogu predstavljati i jedan od čimbenika rizika za razvoj određenih bolesti poput primjerice ateroskleroze. Naposljetku, studenti će se upoznati i s nekim primjerima praktične primjene sfingolipida u biotehnologiji s naglaskom na kozmetičku industriju. Sadržaj kolegija PREDAVANJA (15 sati): 1. UVOD U SFINGOLIPIDE SISAVACA (2): podjela i prikaz struktura; biosinteza (de novo, sfingomijelinazni put, spasonosni put); razgradnja; intracelularni transport i lokalizacija; ključni enzimi u regulaciji metabolizma sfingolipida; pregled fizioloških funkcija jednostavnih i složenih sfingolipida. 2. SIGNALNI PUTEVI I MOLEKULARNI PROCESI REGULIRANI SFINGOLIPIDIMA (2): jednostavni sfingolipidi kao drugi glasnici u stanici (ceramid, sfingozin, sfingozin-1- fosfat); uloga u regulaciji proliferacije i diferencijacije stanica, te staničnoj smrti ( apoptoza, autofagija); sfingozin kinaze u regulaciji staničnih procesa; prijenos signala preko receptora za sfingozin-1-fosfat u plazminoj membrani; pro- i anti-fibrotičke uloge sfignozin-1-fosfata; sfingozin-1-p kao terapijska meta: primjer makularna degeneracija. 3. BOLESTI METABOLIZMA SFINGOLIPIDA (SFINGOLIPIDOZE) (1): pregled i patogeneza bolesti; metode liječenja (terapija zamjenskim enzimom, stanična terapija, terapija na osnovi redukcije supstrata, stabilizacija enzima malim molekulama i genska terapija); klinički odobreni lijekovi: Velagluceraza alfa u liječenju tipa 1 Gaucher-ove bolesti. 4. SFINGOLIPIDI U PATOGENEZI I TERAPIJI RAKA (2): o n k o g e n a u l o g a s f i n g o z i n k i n a z a ; s f i n g o z i n f o s f a t l i a z a u t u m o r i g e n e z i ; u l o g a g l u k o z i l c e r a m i d s i n t a z e u r e z i s t e n c i j i n a a n t i - t u m o r s k e l i j e k o v e ; anti-tumorska terapija usmjerena na metabolizam sfingolipida: inhibitori sfingozin kinaza (ABC294640), derivati i analozi sfingozina (Safingol, Enigmol), specifična monoklonska antitijela za S1P (ASONEP i isonep), inhibitori dihidroceramid desaturaze (Fenretinid) i kisele ceramidaze. 5. SFINGOLIPIDI U INFLAMACIJI I IMUNOLOŠKOM ODGOVORU (1): k o n c e n t r a c i j s k i g r a d i j e n t sfingozin - 1-fosfata i njegova uloga u regulaciji transporta limfocita i propusnosti i tonusa krvnih žila; klinički odobreni agonisti receptora za sfingozin 1-fosfat u liječenju multiple skleroze (Fingolimod); s f i n g o z i n f o s f a t l i a z a u r e g u l a c i j i i m u n o l o š k o g o d g o v o r a ; inhibitori sfingozin-1 fosfat liaze u liječenju reumatoidnog artritisa (LX2931, LX 3305).

3 3 6. SFINGOLIPIDI U NEURODEGENERATIVNIM BOLESTIMA (1): deregulacija metabolizma sfingolipida u Alzheimerovoj bolesti; uloga gangliozida GM1 u stvaranju amiloidnih fibrila i toksičnim učincima amiloid-β peptida; neutralna sfingomijelinaza kao potencijalna terapijska meta u liječenju Alzheimerove bolesti; uloga metabolizma ceramida u Parkinsonovoj bolesti. 7. SFINGOLIPIDI KAO AKTIVNE KOMPONENTE HRANE (1): strukturne varijacije sfingolipida u hrani; razgradnja i apsorpcija sfingolipida u crijevima; sfingolipidi iz hrane u prevenciji bolesti (rak debelog crijeva i steatoza jetre); uloga gangliozida iz hrane u regulaciji upalnih procesa u crijevima; važnost gangliozida za razvoj kognitivnih sposobnosti i spriječavanje bakterijskih infekcija kod dojenčadi; farmakološka svojstva prirodnih analoga sfingolipida iz hrane (spisulozin). 8. SFINOGLIPIDI I METABOLIČKI POREMEĆAJI (2): veza između sfingolipida i inzulinske rezistencije (dijabetes tipa 2); inhibicija bio sinteze ganglio zida GM3 kao novi terapijski pristup inzulinskoj rezistenciji; sfingom ijelin u patogenezi ateroskleroze ; sfingolipidi u kardiomiopatiji. 9. SLOŽENI SFINGOLIPIDI I METODE ZA NJIHOVU ANALIZU (2): GLIKOSFINGOLIPIDI - podjela i prikaz struktura; biosinteza i razgradnja u sisavaca; transport i sortiranje u stanici; fiziološke funkcije glikosfingolipida; MASENA SPEKTROMETRIJA U ANALIZI GLIKOSFINGOLIPIDA princip metode i primjer analize (gangliozidi). 10. BIOTEHNOLOŠKA PRIMJENA SFINGOLIPIDA (1): ceramidi kao strukturne komponente kože i kose; promjene u količini i sastavu ceramida u kožnim bolestima atopijski dermatitis i psorijaza; blokatori signalizacije preko sfingozin-1-fosfat receptora u liječenju psorijaze (ACT ); uporaba ceramida u kozmetičkoj industriji (kreme, šamponi). SEMINARI (10 sati): obuhvaćaju detaljnju analizu i nadogradnju na problematiku obrađenu na predavanjima kroz usmene prezentacije studenata i zajedničke diskusije odabranih znanstvenih radova iz relevantne svjetske znanstvene literature. Način izvođenja nastave i usvajanje znanja Nastava je organizirana u obliku predavanja i seminara povezanih tematskim cjelinama. Na predavanjima će biti dan sažeti pregled određene problematike koja će potom biti detaljno analizirana i razrađena tijekom seminara. Na seminarima će studenti raspravljati o objavljenim znanstvenim istraživanjima i problemima iz područja samostalno i u grupi. Studenti će učiti originalno i kritički raspravljati s jasnim argumentima. Ovakav pristup uključuje razvijanje verbalnih sposobnosti, odnosno vježbanje i razvijanje učinkovitog prezentiranja ideja i argumenata u govornom obliku. Polaznici će unaprijed dobiti od nastavnika znanstvenu literaturu za pripremu usmene seminarske prezentacije. Predavanja i seminari su obvezni o čemu će se voditi evidencija za svakog studenta. Dozvoljeno je opravdano izostati s najviše 3 sata uz predočenje liječničke potvrde. Kašnjenje studenta, kao i ulasci/izlasci tijekom odvijanja nastave se ne toleriraju. Konzultacije s nastavnicima održavati će se prema dogovoru, a kontaktiranje će biti omogućeno na svakodnevnoj osnovi putem a. Obveze studenata Studenti su dužni redovito pohađati nastavu, pri čemu se od njih očekuje da aktivno sudjeluju u radu, te da omoguće nesmetano odvijanje nastave. Također, očekuje se da studenti na seminare dođu pripremljeni na temelju materijala koji će im biti unaprijed podijeljeni na početku kolegija.

4 4 Očekuje se da studenti koriste računalni program Microsoft Power Point, programe za pretraživanje Interneta te da se aktivno služe engleskim jezikom zbog dostupne literature. Praćenje i ocjenjivanje studenata, način polaganja ispita Pohađanje nastave Aktivnost u nastavi Seminarski rad Eksperimentalni rad Pismeni ispit Usmeni ispit Esej Istraživanje Projekt Kontinuirana provjera znanja Referat Praktični rad Ocjenjivanje studenata vrši se primjenom ECTS (A-E) i brojčanog sustava (1-5). Ocjenjivanje u ECTS sustavu izvodi se apsolutnom raspodjelom. Ukupan postotak uspješnosti studenta tijekom nastave čini 60%, a završni pismeni ispit 40% ocjene. Na redovito pohađanje nastave i aktivnost u nastavi otpada 20% ocjene, na usmenu seminarsku prezentaciju zadanog znanstvenog rada 40%, te na završni pismeni ispit 40% ocjene. Zaključno, konačna biti će temeljena na redovnom pohađanju nastave, pokazanoj aktivnosti i usmenoj seminarskoj prezentaciji (60%) te pismenom ispitu (40%). Aktivnost u nastavi: Student se mora unaprijed pripremiti za seminare. Na seminarima student s nastavnikom aktivno raspravlja o zadanoj temi. Nastavnik uz pokazano znanje studenata, ocjenjuje i sudjelovanje studenta u radu (razumijevanje, sposobnost postavljanja problema, zaključivanje) s maksimalno 100% (raspon %). Studenti koji ne pokazuju dostatno znanje i aktivnost, ili ometaju nastavu ostvarit će postotak ispod 50%. Seminarske prezentacije: Studenti trebaju pripremiti Power Point prezentaciju (.ppt) u trajanju od 15 minuta koju će usmeno prezentirati, a koja vrijedi %. Osim razumijevanja problematike obrađene u prezentaciji i sposobnosti povezivanja i nadogradnje na prethodno stečena znanja, nastavnik će ocjenjivati i prezentacijske vještine studenta. Ukoliko student pripremi prezentaciju, ali je zbog objektivnog razloga loše prezentira (slabije verbalne sposobnosti), prezentacija će se vrednovati s 50%. Pismeni ispit: Pismeni ispit je obavezan, te za prolaz mora biti pozitivno ocijenjen. Pismeni ispit u obliku testa % ostvarenih sastavljenog bodova od 24 pitanja sa Broj višestrukim bodova izborom ECTS (kriterij za dobivanje bodova koji se pretvaraju u pozitivne ocjene je minimalno 50% točno riješenih pitanja). Pismeni ispit može vrijediti maksimalno 24 boda, a bodovi stečeni na pismenom testu pretvaraju A se u ocjenu na slijedeći način: B 60 Postotak Bodovi C Ocjena D A E B C D E

5 5 Na temelju ostvarenih bodova, izračunava se završna prema slijedećoj tablici: % ukupno ostvarenih bodova ECTS A B C D 0-49 E Ocjene u ECTS sustavu prevode se u brojčani sustav ocjenjivanja na slijedeći način: ECTS brojčana A izvrstan (5) B vrlo dobar (4) C dobar (3) D dovoljan (2) E nedovoljan (1) Ishodi učenja Po završetku kolegija, studenti će biti sposobni karakterizirati sfingolipide u smislu njihove strukture i metabolizma u stanici, te će moći povezati promjene u signalnim i metaboličkim putovima jednostavnih i složenih sfingolipida sa patogenezom određenih bolesti. Također, razviti će svijest o važnosti sfingolipida i molekularnih procesa koje oni reguliraju kao meta za djelovanje kako klinički odobrenih lijekova tako i novih pro-lijekova koji se trenutno ispituju, naročito za liječenje raka, autoimunih, metaboličkih te neurodegenerativnih bolesti. Naposljetku, studenti će naučiti kako i gdje na Internetu pronaći relevantne informacije na temu sfingolipida u zdravlju i bolesti čovjeka, te kako usmeno prezentirati i diskutirati znanstvenu literaturu iz toga područja. Obvezna literatura Sphingolipids: Basic Science and Drug Development, Series: Handbook of Experimental Pharmacology, Vol. 215; Gulbins, Erich, Petrache, Irina (Eds.), Način praćenja kvalitete i uspješnosti izvedbe Studentska kolegija prema obavljenim anketama po završetku kolegija

6 6